醫院層流手術(shù)室設計案例
根據M醫院層流手術(shù)部凈化空調的要求，設計時(shí)采用了獨立凈化空調機組和集中新排風(fēng)機組、小型熱泵,冬夏用大樓冷熱源的設計方案。手術(shù)室使用靜壓箱孔板送風(fēng)、下側回風(fēng)，潔凈走廊和輔房上送上回。概要介紹了所采用的空氣處理方式、空調自控內容、對象，工程竣工后進(jìn)行的調試與運行情況。測試與運行結果表明：工作區的氣流速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)分布均勻，噪聲、潔凈度、新風(fēng)量、菌落數超過(guò)軍隊YFB001-1995標準，其它指標達到標準，符合醫院使用要求。
1.概況
M醫院層流手術(shù)部由手術(shù)一室（Ⅲ級）、手術(shù)三室（Ⅲ級）、手術(shù)二室（Ⅱ級）和十萬(wàn)級的器械室、敷料室、潔凈走廊組成,位于醫院新建的綜合病房樓七層，凈化空調面積138m2。大樓八層為技術(shù)層，布置凈化機組、設備；熱泵機組置于四樓屋面上。根據醫院需要, 手術(shù)一室用于普外手術(shù)，手術(shù)二室用于胸外手術(shù), 手術(shù)三室用于眼科手術(shù)。為滿(mǎn)足醫院的使用要求，設計時(shí)采用了獨立凈化空調機組和集中新排風(fēng)機組、小型熱泵,冬夏用大樓冷熱源的設計方案。手術(shù)室使用靜壓箱孔板送風(fēng)、下側回風(fēng)，潔凈走廊和輔房上送上回。測試與運行結果表明：工作區的氣流速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)分布均勻，噪聲、潔凈度、新風(fēng)量、菌落數超過(guò)軍隊YFB001-1995標準，并超過(guò)了2002年《醫院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規范》GB50333-2002。其它指標達到設計要求。凈化空調系統運行四年來(lái)，效果較好。
2.室內設計參數的確定
本工程采用的設計參數是根據《潔凈室施工及驗收規范》JGJ71-90和《軍隊醫院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規范》YFB001-1995以及院方的要求，參照有關(guān)技術(shù)措施和醫院手術(shù)部的設計經(jīng)驗綜合考慮后確定的。根據醫院手術(shù)的類(lèi)型和數量、院方劃給的手術(shù)部總面積、手術(shù)部的樓層位置，確定了手術(shù)部的平面布置，各個(gè)房間的室內設計參數YFB001-1995規定見(jiàn)表1。
由于醫用凈化空調系統空氣處理工藝的特殊要求，其初投資一般較高，在符合規范的前提下，院方常常會(huì )提出更高的要求，系統的經(jīng)濟性也越來(lái)越受到關(guān)注。因此在確定室內參數時(shí)，必需考慮醫院水、電、汽和土建的現狀，醫院的環(huán)境、資金和需要，有所側重。
2.1室內溫、濕度
室內溫、濕度主要是為醫護人員創(chuàng )造出最有利于工作的舒適環(huán)境，滿(mǎn)足手術(shù)過(guò)程的嚴格要求。適宜的溫度對保持病人的體溫是必須的；濕度低會(huì )產(chǎn)生靜電和切口軟組織失水，濕度高使人不適、影響精細操作。因為院方長(cháng)時(shí)間的大型手術(shù)很少，南京常年空氣濕度較高，本工程對溫度嚴格控制、對濕度的上限嚴格控制、濕度的下限要求降到次要位置。溫、濕度參數確定同表1。
2.2室內空氣潔凈度
考慮到醫院的手術(shù)對象多為老年人，控制感染的要求特別強烈，提高潔凈度有利于增強自?xún)舻哪芰?，抵抗干擾；同時(shí)本工程采用的德國醫用衛生型機組風(fēng)量大，壓頭高，確定除手術(shù)室按表1選擇潔凈度外，潔凈走廊和輔房均為十萬(wàn)級,同時(shí)提高換氣次數：手術(shù)一室、三室為38次／h ,手術(shù)二室為65次／h，輔房和潔凈走廊為22次/h。
2.3室內正壓為防止外部的污染空氣進(jìn)入手術(shù)室和潔凈區，保持室內潔凈度要求，各房間設計為正壓。由于手術(shù)室采用醫用氣密門(mén)，換氣次數較高，故取表1的正壓值。
2.4室內噪聲對手術(shù)部而言，噪聲控制的要求較為嚴格。設計指標按表1，從嚴掌握。
2.5新風(fēng)量
新風(fēng)量對維持室內正壓、稀釋并排除手術(shù)室內有害氣體，保證醫患人員的舒適性起著(zhù)至關(guān)重要的作用。保證室內正壓要求的新風(fēng)量為：
新風(fēng)量對維持室內正壓、稀釋并排除手術(shù)室內有害氣體，保證醫患人員的舒適性起著(zhù)至關(guān)重要的作用。保證室內正壓要求的新風(fēng)量為：
Q1 =a?∑(q?l)式中Q1 ——保持潔凈室正壓所需的新風(fēng)量(m3/h);a ——根據維護結構氣密性確定的安全系數,一般可取1.1~1.2;q ——當為某一正壓時(shí),其維護結構單位長(cháng)度縫隙的滲漏風(fēng)量(m3 /h? m)可根據正壓值查表得到;l ——維護結構的縫隙長(cháng)度。
以手術(shù)二室房間體積73.5m3、房間高３m計,保持5Pa的正壓需158 m3 /h；室內人員所需的最小新風(fēng)量按表1取用,按10人計，需600 m3 /h;按表1的最小新風(fēng)量6次／h計，需441 m3 /h;設計確定的新風(fēng)量為700 m3 /h。同樣，確定手術(shù)一室、二室各為500 m3 /h,輔房、走廊為500 m3 /h。
2.6室內風(fēng)速為保證醫護人員的舒適感，工作區風(fēng)速應＜0.5m/s,當溫度低于22oC, 應≤0.3m/s。設計允許工作區平均風(fēng)速V=0.3~0.1m/s。
3 調方式及特點(diǎn)
3.1用手術(shù)室獨立空調機組、潔凈走廊和輔房共用空調機組為了盡量降低感染率，隔離是手術(shù)部?jì)艋照{設計的重要原則。根據手術(shù)室的凈化級別和手術(shù)部的使用特點(diǎn)，手術(shù)室采用獨立的德國醫用衛生型凈化機組,好鋼用在刀刃上；走廊和輔房共用國產(chǎn)衛生型機組，節約投資。每個(gè)手術(shù)室都是一個(gè)獨立的小循環(huán)空調系統，由凈化空調機組抽取室內的空氣，排出一部分后補充一定的新風(fēng)，經(jīng)機組處理后送入手術(shù)室，避免了其它手術(shù)室帶菌空氣的混入引起的交叉感染。手術(shù)室氣流組織為上送下側回。在手術(shù)室的正中、手術(shù)床的正上方設置不銹鋼送風(fēng)靜壓箱, 其中千級手術(shù)室采用德國原產(chǎn)靜壓箱。 進(jìn)口的高效過(guò)濾器側布于靜壓箱四周,靜壓箱內設有勻流孔板,具有很好的靜壓效果；以孔板方式送風(fēng)，使手術(shù)床及醫護人員所在的第一工作區直接籠罩在經(jīng)高效過(guò)濾器、孔板送出的潔凈氣流中。手術(shù)室的四角下方均設有阻尼回風(fēng)口，能順灰塵沉降方向迅速排除污染空氣，抑制二次揚塵，回風(fēng)均勻，盡量減少渦流區。潔凈走廊和輔房采用高效送風(fēng)口送風(fēng)，阻尼回風(fēng)口,上送上回。 ? ?
3.2采用集中新風(fēng)排風(fēng)機組
這樣可以保證避開(kāi)污染、選取干凈的室外新風(fēng)，足量送到各凈化系統內；同時(shí)排除室內多余的氣體。設計采用在回風(fēng)管上開(kāi)設新排風(fēng)的方法，可節約資金；排風(fēng)機壓頭需仔細計算，否則易發(fā)生“倒吸”。新風(fēng)口、新風(fēng)機分設初、中效過(guò)濾器，以減輕凈化主機及高效過(guò)濾器負擔；排風(fēng)系統上設初、中效過(guò)濾器，以防系統停機時(shí)，由于自然循環(huán)，使室內受到室外空氣的污染。
3.3采用德國定風(fēng)量閥、風(fēng)管電加熱器
凈化空調是一個(gè)定風(fēng)量系統，室內的潔凈度主要靠換氣次數即風(fēng)量來(lái)保證。系統采用三級過(guò)濾，在系統運行過(guò)程中，會(huì )因過(guò)濾器的積灰而產(chǎn)生系統阻力變化，改變系統風(fēng)量，進(jìn)而影響凈化效果。由此進(jìn)行的風(fēng)量調試和阻力配平將非常繁瑣，醫院缺乏相應的技術(shù)力量。定風(fēng)量閥采用機械原理，在阻力變化時(shí)能夠自動(dòng)保持風(fēng)量的恒定，不需外部支持，使得設計、調試、運行管理大為簡(jiǎn)化。風(fēng)管電加熱器作為輔助加熱，能使手術(shù)室在系統開(kāi)機后迅速升溫，縮短手術(shù)準備時(shí)間，又可與表冷器聯(lián)合，進(jìn)行濕度處理。
3.4采用低速風(fēng)管系統和衛生型寬頻片式消聲器主風(fēng)管風(fēng)速≤5m/s，支管風(fēng)速約3~4m/s，回風(fēng)口面風(fēng)速約1m/s，送風(fēng)管、回風(fēng)管均設置衛生型寬頻片式消聲器,努力降低室內噪聲。
3.5采用一次泵和雙通電動(dòng)閥、旁通管，進(jìn)行變水量調節
系統采用開(kāi)式循環(huán)系統，配風(fēng)冷熱泵，對空調機組進(jìn)行變水量調節，對整個(gè)系統進(jìn)行變水溫調節。設管道接口至大樓空調水系統,當冬夏季節使用中央冷熱源時(shí)，關(guān)閉與熱泵、小膨脹水箱的連接管。
3.6凈化機組設于管道層，節省基建投資空調機組、消聲器、水系統管道、控制系統全部利用八樓原有管道層，在各種管道的夾縫中騰挪布置,熱泵設于四樓屋面，預留了維修空間。由于設備距手術(shù)部近，減少了風(fēng)管長(cháng)度，節約了資金。
4 空氣處理
手術(shù)部設有四套組合式醫用衛生型凈化空調機組，機組內和靜壓箱內有電子消毒器，具有對混合風(fēng)進(jìn)行過(guò)濾、消毒、冷卻、去濕、加熱、加壓的功能。系統設集中過(guò)濾新排風(fēng)機組，對新風(fēng)進(jìn)行過(guò)濾、加壓處理，排除室內多余廢氣?？諝獾睦鋮s、加熱、去濕：熱泵機組或大樓冷熱源集中供應冷熱水，由水泵送到空調機組的表冷器中實(shí)現；手術(shù)室送風(fēng)管有電加熱，對空氣輔助加熱?？諝獾倪^(guò)濾、消毒：在新風(fēng)口、回風(fēng)口設初效過(guò)濾器，在新風(fēng)機、凈化主機的表冷段前設中效過(guò)濾段，在凈化房的送風(fēng)末端設高效過(guò)濾器，對空氣進(jìn)行三級過(guò)濾；在凈化主機和送風(fēng)靜壓箱內設電子消毒器對空氣消毒；在排風(fēng)系統設初中效過(guò)濾，防止室外空氣回流污染。
5 冷熱源
過(guò)渡季節使用兩臺制冷量各為38.2kw的風(fēng)冷熱泵機組，冬夏使用大樓冷熱源。熱泵根據負荷變化，自動(dòng)調節。
6 自動(dòng)控制采用德國西門(mén)子公司的DDC控制器和溫濕度傳感器、壓差傳感器、電動(dòng)兩通閥實(shí)現自動(dòng)控制和顯示功能。
6.1濕度控制
根據空氣處理的方式的不同，全年按兩個(gè)季節、兩種工況對凈化機組進(jìn)行控制，各執行機構動(dòng)作情況如表2所示。
表中：to——室內溫度的反向調節，室內溫度升高，閥門(mén)開(kāi)度減少（電加熱器檔數減少）；t——室內溫度的正向調節，室內溫度升高，閥門(mén)開(kāi)度增加；ф——室內相對濕度的正向調節，相對濕度升高，閥門(mén)開(kāi)度增加（電加熱器檔數增加）。
? 6.2兩檔風(fēng)速及消毒在手術(shù)室情報面盤(pán)上設手動(dòng)開(kāi)關(guān)，使用時(shí)開(kāi)高速檔，值班時(shí)用低速；主機風(fēng)機低速或停機后，自動(dòng)打開(kāi)消毒器工作1小時(shí)。
? 6.3 檢測和顯示檢測凈化手術(shù)室和輔房的溫度和相對濕度、冷熱供回水溫度。顯示室內溫濕度、空調高低速運行、故障。
? 6.4聯(lián)鎖與報警
? 6.4.1新排風(fēng)機與空調主機聯(lián)鎖:
凈化系統啟動(dòng)時(shí)，控制啟動(dòng)順序為空調機組→新風(fēng)機→排風(fēng)機。當四個(gè)系統中有一個(gè)系統啟動(dòng)時(shí)，就必須啟動(dòng)共用新排風(fēng)機。凈化系統關(guān)閉時(shí)，控制關(guān)閉順序為排風(fēng)機→新風(fēng)機→空調機組。當四個(gè)系統中最后一個(gè)系統關(guān)閉時(shí)，才關(guān)閉共用新排風(fēng)機。
6.4.2 電加熱器與空調主機聯(lián)鎖：當主機風(fēng)機停機時(shí)，電加熱器自動(dòng)斷電。
6.4.3空調器風(fēng)機皮帶斷裂、空調房間溫濕度超限、冷熱供回水溫超限和空調器內中效過(guò)濾器壓差超限、電加熱器高溫保護時(shí)，風(fēng)機過(guò)載保護時(shí)報警。
當自動(dòng)系統出現故障時(shí)，能手動(dòng)調節?？照{器起停由手動(dòng)進(jìn)行。
7 工況調試與運行
調試于1999年４月進(jìn)行。首先開(kāi)機24小時(shí)后安裝高效過(guò)濾器，接著(zhù)測量各風(fēng)口風(fēng)速并進(jìn)行調整，然后用傾斜式微壓計、QDF-2A 風(fēng)速儀測量各系統的送、回、新、排風(fēng)量，各房間相對于走廊、室外的正壓，用ND2精密聲級儀測量各房間噪聲并作調整。調整后，噪聲、正壓、新風(fēng)、風(fēng)速均達到設計標準；唯總風(fēng)量偏大，因此項指標有利于潔凈度，故不調整。
接著(zhù)進(jìn)行模擬夏季工況36小時(shí)運行,設定室溫17oC,熱泵及自動(dòng)控制投入運行。選擇房間對角線(xiàn)測點(diǎn)在0.8,1.0,1.3,1.8共4種高度，用HM34C溫濕度測量?jì)x測得各點(diǎn)溫度，用熱球風(fēng)速儀測得各點(diǎn)在靜壓箱下3.0*3.0范圍內風(fēng)速，在１米面測得濕度。發(fā)現在0.8~1.8m高度內速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)分布均勻，其溫差在0.9 oC以?xún)取?br>
隨后進(jìn)行模擬冬季工況36小時(shí)運行,設定室溫30oC,系統工作正常；設定室溫為23 oC, 濕度50%，運行10分鐘后達到設計的溫濕度要求。
8 結語(yǔ)
從測試和運行的情況看，采用上送下回、孔板送風(fēng)的方式易在手術(shù)床周?chē)纬删鶆虻臏囟?、速度?chǎng)，潔凈度容易達到標準。醫院對新風(fēng)的要求比較高，規范只是最低指標，一些醫院系統的失敗含有新風(fēng)不足的因素。噪聲達標較難, 為此付出較大的代價(jià)。建議加緊研究消聲性能好、能滿(mǎn)足凈化要求的新型消聲器。醫用凈化空調作為要求嚴格的系統，潔凈度不能僅僅靠高效過(guò)濾器，它要求風(fēng)管、空調機組、消聲器、加濕器都要盡量保持潔凈，自控系統可靠、調節靈活、精度高。
潔凈系統的換氣次數、送回風(fēng)方式、室內的正壓和新風(fēng)量的確定、過(guò)濾方式的選擇是互為關(guān)聯(lián)的，不能單獨確定。對空氣品質(zhì)的處理也不能追求完美，要考慮經(jīng)濟性。醫院的技術(shù)通常較弱，凈化系統必須有高的可靠性，手術(shù)室關(guān)系到人的生命，由系統的故障引發(fā)的手術(shù)室的停用有可能造成很大的經(jīng)濟損失。所有這些，都要求設計人員，應根據工程的實(shí)際，充分考慮空氣品質(zhì)和投資，結合醫院的特點(diǎn)，有所取舍和側重。
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